Infektionsbiologie von Salmonellen

Salmonellen beherrschen in heißen Sommern immer wieder die Schlagzeilen – Salmonelleninfektionen durch Eis oder durch Eierspeisen betreffen in kürzester Zeit viele Patienten. Die Bakterien sind aggressiv und schnell. Dennoch ist über die Mechanismen, mit denen sie uns infizieren, nur wenig bekannt. Innerhalb der Abteilung „Molekulare Infektionsbiologie“, erforscht die Nachwuchsforschergruppe „Infektionsbiologie von Salmonella“ die Angriffstaktik dieser Bakterien – um daraus neue Strategien gegen bakterielle Infektionen zu entwickeln.

Unsere Forschung

Infektionskreislauf von Salmonella – von der Infektion der Wirtszelle über die Vermehrung in der Zelle bis zur Freisetzung der Nachkommen.

Rohe Eier, Hühnerfleisch und Speiseeis sind nur einige der Auslöser für ein weltweites Gesundheitsproblem: Infektionen mit Salmonellen. Allein in Deutschland kam es im Jahr 2010 zu etwa 50.000 Salmonellosen. Die Erreger verursachen Darmentzündungen und können vor allem bei Kleinkindern und älteren Menschen lebensbedrohlich werden.

Die Strategie, mit der uns Salmonellen infizieren, ist sehr ausgefeilt. Im ersten Schritt nutzen die Bakterien ihr Flagellum – auch Geißel genannt – um sich zu ihren Wirtszellen hinzubewegen. Das Flagellum rotiert und treibt das Bakterium wie eine Schiffsschraube vorwärts. 

Mit dem so genannten Typ III Sekretionssystem infiziert Salmonella die Wirtszellen. Mit einer molekularen Nadel injiziert sie Effektorproteine in die Zelle. Diese lösen dann die Aufnahme von Salmonella in die Wirtzelle aus.

Im zweiten Schritt infizieren Salmonellen ihre Wirtszellen über ein Typ-III Sekretionssystem. Sie docken an die Zelle an und injizieren mit einer molekularen Nadel Signalstoffe, die die Aufnahme der Salmonellen in die Wirtszelle auslösen. Die Kombination von beidem macht Salmonella so erfolgreich als Krankheitserreger.

Allerdings ist bisher wenig über die molekularen Zusammenhänge dieser beiden Systeme bekannt – die nicht nur von Salmonella, sondern auch von anderen bakteriellen Erreger eingesetzt werden. Unsere Wissenschaftler versuchen mit Methoden der bakteriellen Genetik, Mikroskopie, Biochemie und Infektionsbiologie diese Zusammenhänge zu verstehen und damit mehr über die Ereignisse zu erfahren, die generell zu bakteriellen Infektionskrankheiten führen. Einige der Fragen, die sie sich stellen sind:

Molekulare Struktur des Typ III Sekretionssystems an einer Zellmembran.

Können Salmonellen über chemische Signale ihre potentiellen Wirtszellen wahrnehmen – und dann gezielt zu ihnen hinschwimmen? Was geschieht mit der Geißel, wenn das Bakterium in die Wirtszelle eingewandert ist? Wie schafft es Salmonella letztlich aus der Wirtszelle wieder zu entkommen? Wie funktioniert der Typ-III Sekretionsapparat – wie sieht sein Signal aus? Und durch welchen Mechanismus wird ein Signalstoff in der Wirtszelle transportiert?

Das Ziel hinter diesen Fragen ist, neue Angriffspunkte für neuartige Antibiotika zu finden. Und die sind, angesichts der bedrohlich zunehmenden Resistenzbildung von Krankheitserregern gegen bewährte Antibiotika, dringend nötig.

Leitung

  • Dr. Marc Erhardt

    Marc Erhardt

    Leiter der Nachwuchsgruppe Infektionsbiologie von Salmonellen

    0531 6181-4800

    Kontakt

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  • Gefährliche Spritzen – Salmonellen infizieren uns mit molekularen Nadeln
    Salmonellen leben und töten überall auf der Welt. Mehrere Hundert Millionen Kranke gehen jährlich weltweit auf ihr Konto.Die Strategien mit denen sie sich unseren Behandlungsversuchen entziehen, werden immer raffinierter, die Resistenzen gegen Antibiotika immer mehr. Marc Erhardt geht auf der Suche nach neuen Therapieansätzen einen ungewöhnlichen Weg: Er untersucht das Spritzbesteck, mit dem Salmonellen uns infizieren und er sucht nach Ansätzen, die die Bakterien nicht töten – und damit Resistenzen provozieren –, sondern nur ihre Spritze verstopfen. Begleiten Sie Marc Erhardt in sein Labor…